Bài giảng Chương 7: Tối ưu hóa chế độ làm việc của mạng điện

Bài giảng Chương 7: Tối ưu hóa chế độ làm việc của mạng điện trình bày khái niệm, nâng cao hệ số công suất cosφ của phụ tải; phân phối công suất phản kháng trong HTĐ một cách hợp lý nhất; nâng cao điện áp của mạng điện; vận hành kinh tế các trạm biến áp; tối ưu hóa chế độ mạng điện không đồng nhất...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 7: Tối ưu hóa chế độ làm việc của mạng điện LOGO CHƯƠNG 7 TỐI ƯU HÓA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN 1 NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ Các phương pháp điều chỉnh điện áp trong mạng điện 1. Điều chỉnh điện áp máy phát 2. Chọn tỷ số biến đổi của máy biến áp MBA thích hợp 3. Đặt các thiết bị bù ngang có điều chỉnh công suất phản kháng. 4. Đặt các thiết bị bù dọc trên đường dây. 5. Các biện pháp điều chỉnh điện áp ở hộ tiêu thụ. 6. Các thiết bị bổ trợ điện áp 2 NỘI DUNG 7.1 Khái niệm 7.2 Nâng cao hệ số công suất cosφ của phụ tải 7.3 Phân phối công suất phản kháng trong HTĐ một cách hợp lý nhất (bù kinh tế) 7.4 Nâng cao điện áp của mạng điện ( chương 6) 7.5 Vận hành kinh tế các trạm biến áp 7.6 Tối ưu hóa chế độ mạng điện không đồng nhất 7.7 Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý 7.8 Các biện pháp quản lý, tổ chức 3 7.1 KHÁI NIỆM Mạng điện phải được thiết kế và vận hành một cách kinh tế nhất: 1. Giảm tổn thất công suất 2. Giảm tổn thất điện năng 4 7.1 KHÁI NIỆM Các biện pháp giảm tổn thất công suất và điện năng 1. Nâng cao hệ số công suất cosφ của phụ tải 2. Phân phối công suất phản kháng trong HTĐ một cách hợp lý nhất (bù kinh tế) 3. Nâng cao điện áp của mạng điện ( chương 6) 4. Vận hành kinh tế các trạm biến áp 5. Tối ưu hóa chế độ mạng điện không đồng nhất 6. Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý 7. Các biện pháp quản lý, tổ chức 5 7.1 NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA PHỤ TẢI 2 2  P   P  2 2 S S P    .R    .R Q    . X    .X U   U cos   U   U .sin    Các biện pháp chính để nâng cao của phụ tải là: 1. Thay các động cơ công suất phù hợp với công suất thực tế 2. Đổi cách đấu dây quấn động cơ từ ∆ sang Y. 3. Ngoài ra các biện pháp khác nữa như nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ, thay các động cơ điện không đồng bộ bằng các động cơ điện đồng bộ, loại bỏ các ĐC không tải… 6 7.2 BÙ KINH TẾ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN Phân phối công suất tác dụng và phản kháng trong HTĐ một cách hợp lý nhất Giảm công suất phản kháng truyền tải trên đường dây bằng biện pháp đặt các thiết bị bù (bù kinh tế) 7 Biện pháp đặt các thiết bị bù (bù kinh tế) Khi lập biểu thức của phí tổn tính toán, ta qui ước như sau:  Không xét đến lượng công suất bù sơ bộ.  Không xét đến tổn thất công suất sắt ΔPFe của máy biến áp vì nó ảnh hưởng rất ít đến trị số bù Qb cần tìm.  Không xét đến thành phần tổn thất ΔP trong mạch do truyền tải P gây ra.  Không xét đến ΔQFe của máy biến áp và ΔQCdo dung dẫn đường dây sinh ra.  Ngoài điện trở đường dây phải xét đến điện trở RB của máy biến áp. Chỉ cần viết và giải phương trình cho từng nhánh độc lập của mạng điện.  Nếu Qb < 0 thì không cần bù.  Nếu giải phương trình có Qb = Q thì chỉ cần bù tới cos=0.95, vì bù tới cos=1 thì không kinh tế. 8 Biện pháp đặt các thiết bị bù (bù kinh tế) Xét cho trạm cung cấp cho một phụ tải: Biểu thức phí tổn tính toán mạng điện do việc lắp đặt thiết bị bù như sau: Z = Z1 + Z2 + Z3 Trong đó: Z : Là tổng chi phí khi đặt thiết bị bù Z1 : Phí tổn hằng năm do đặt thiết bị bù. Z2 : Phí tổn do tổn thất điện năng trong mạng do lắp đặt thiết bị bù. Z3 : Phí tổn do tổn thất điện trong mạng sau khi bù. 9 Biện pháp đặt các thiết bị bù (bù Xét cho sơ đồ trạm cung cấp cho một phụ tải: kinh tế) N S1 Qb1 10 Biện pháp đặt các thiết bị bù (bù kinh tế) 1/ Chi phí đặt thiết bị bù (Z1): Z1 = (avh + atc).k*b.Qb Với avh: hệ số vận hành thiết bị bù, lấy avh = 0,1 atc: hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ, lấy atc =0,125 k*b: vốn đầu tư của 1 đơn vị bù (đ/MVAr), k*b = ...103(đ/KVAr) Qb: công suất bù tính bằng MVAr 11 Biện pháp đặt các thiết bị bù (bù kinh tế) 2/ Chi phí do tổn thất điện năng trong thiết bị bù (Z2): Z2 = ΔAb.Co = ΔPb.T.Co = ΔP*b.T.Qb.Co Với ΔP*b: tổn thất công suất tác dụng trong 1 đơn vị bù (KW/KVAr).Đối với tụ điện tĩnh lấy ΔP*b = 0,005 T: thời gian tụ điện làm việc trong một năm. Vì ta có điều chỉnh dung lượng bù theo sự biến đổi phụ tải nên lấy T = Tmax = …h. C0: giá thành 1MWh điện năng tổn thất, lấy C0 = … (đ/KWh) 12 Biện pháp đặt các thiết bị bù (bù kinh tế) 3/ Chi phí do tổn thất điện năng trong mạng điện khi bù (Z3): (Q  Qb ) 2 Z 3  A.C0  P. .C0  2 .R. .C0 U  Với Q: công suất phản kháng cực đại của hộ tiêu thụ lúc chưa có bù. QB: công suất phản kháng bù của hộ tiêu thụ. U: điện áp định mức của đường dây R: điện trở của đường dây và MBA qui về phía cao áp. 13 Biện pháp đặt các thiết bị bù (bù kinh tế) Vậy phí tổn tính toán tổng của mạng điện sau khi đặt thiết bị bù là: Z  (avh  atc ).kb .Qb *  Pb .Qb .T .C0 * (Q  Qb ) 2  2 .R. .C0 U 14 Biện pháp đặt các thiết bị bù (bù kinh tế) Để thu được hàm chi phí tính toán nhỏ nhất: Lấy đạo hàm riêng của phí tổn tính toán t ...